Реализованные идеи

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Знать о происходящем за окном - это не только интересно, но и полезно. Особенно в домашней автоматизации. Данным об условиях снаружи найдётся применение и в отоплении и в освещении. Не забыть и на экранчик вывести - для людей.


При разработке данного устройства были учтены следующие требования:

• зарядка от солнечной батареи
  
• контроль заряда батареи. Пережиток с ранних версий, где батарейки могли закончиться в самый неожиданный момент
  
• датчики температуры и давления
  
• датчик освещённости
  
• всё это должно поместиться в найденный на просторах Интернета корпус
  

В качестве датчика давления и температуры был взят BME280 от Bosch. Он хорошо себя зарекомендовал в предыдущих вариантах погодных сенсоров, не имеет аналогов в данной ценовой категории, широко доступен и разрешён для применения вне помещений. BME280 установлена горизонтально, чипом вниз. Так конденсат стекает вниз и не заливает датчик.

Чтобы не отвлекаться каждый раз - большинство компонент данной погодной станции использовались в других проектах на протяжении последних 3 и более лет, работают стабильно и не вызывают желания искать альтернативы. Все дорожки на платах, между которыми есть разность потенциалов, покрыты лаком. Красненький такой. Выглядит оно конечно непрезентабельно, но положительно сказывается на времени жизни устройства в агрессивной среде.

В качестве датчика освещённости используется BH1750. Оба датчика по TWI подключены к Panstamp’у, у которого на борту имеется микроконтроллер ATMega328 и трансивер CC1101.


Перейдём к подсистеме питания. В качестве аккумулятора используется LiFePo4 элемент типоразмера 18650. Для такого выбора есть 2 важные причины: такие аккумуляторы хорошо переживают низкие температуры и имеют приятную характеристику зарядки/разрядки, практически до полной разрядки держат напряжение на выходе 3.3 вольта. Солнечная батарея имеет размер 12 на 6 сантиметров и выдаёт 3 вольта до 0.25 Ампер. Избыточная мощность позволяет получать энергию от солнца даже пасмурными зимними днями. В качестве контроллера зарядки используется BQ25504 от Texas Instruments. Из преимуществ: начинает работать при напряжении на солнечной батарее от 0.35 вольта, имеет встроенный step-up, настраиваемый выход power good и защиту от перегрева. Недостатки: трудный для пайки VQFN корпус и для этого аккумулятора нельзя использовать распространённые солнечные батареи с выходным напряжением 4 вольта. Платы и корпус для солнечной батареи были изготовлены на CNC. Сборка производилась отвёрткой и добрым словом.

С железом закончили, можно переходить к подключению. Первым делом надо прошить микроконтроллер. Скачать A1C12.hex, залить в устройство, готово.

В течении пары секунд устройство найдёт гейт и появиться в папке /dev, теперь его надо сконфигурировать.

Первым делом добавим вход Vcc - напряжение питания микроконтроллера. Для этого правый клик на ветке children и в контекстном меню выбрать Vcc.


Для преобразования значений АЦП в вольты нужно добавить конвертер. Для этого правый клик на ветку Manifest. MQTT-SN и в контекстном меню выбрать convIn. В поле convIn ввести функцию преобразования, при следующем обновлении данных топик Vcc получит уже сконвертированные данные.

Для подключения датчиков BH1750 и BME280 их надо добавить через контекстное меню к топику Ta0.


Все данные уже есть остались последние штрихи.

Создать поле Manifest. MQTT-SN.ADCintegrate и присвоить ему 512. Здесь задаётся в течении скольки тиков нужно накапливать значения от АЦП перед их отсылкой. Тик у устройства 10 мс.

Теперь создать поле Manifest. MQTT-SN.SleepTime - на сколько секунд устройство уходит в режим энергосбережения.


Готово. Данные о погоде есть, теперь можно их использовать. Для тренировки выгрузим эти данные на narodmon. ru

Для этого воспользуемся возможностями плагина Logramm - графического языка программирования. Мышкой перетаскиваем переменные (температура, давление и т. д.) на лограмму, поблизости кладём плагин для narodmon, присоединяем переменные к входам плагина. Блок A02 нужен для коррекции значений с датчика освещённости, поскольку сенсор находится в корпусе без прозрачного окна. Но нет худа без добр, так увеличился динамический диапазон и сенсор не слепнет даже на прямом солнце. По результатам нескольких измерений была выведена формула: return Math. round (Math.pow (A*9.15, 0.93);

Данные на narodmon. ru передаются каждые 5 минут.

Осталось настроить страницу на narodmon. ru. Уникальный MAC-адрес устройства мониторинга берётся из топика A01/Id.


Последняя картинка уже не влазит, поэтому вставлю ссылкой, где можно каждый может посмотреть на результат самостоятельно.
https://narodmon.ru/5039

 

Я думаю, было бы интересно в двух словах описать общую архитектуру и идею системы.
Примерно в таком виде:
[mqtt-sn клиент] <-> [mqtt-sn gateway] <-> [mqtt брокер] <->
mqtt-sn клиент реализован так-то, mqtt-sn gate сделан так-то, подключение к mqtt брокеру происходит так-то.
А пока это выглядит как ещё один из множества девайсов, прикрученных к народному мониторингу. И что дальше?

P. S. Кстати, как подключили к narodmon? По mqtt?

 

Зачётно! Сей датчик в солнечные дни не зашкаливает?

 

Чтобы устройство включил и оно работает. Было сделано после знакомства с биндингами в openhab, когда от шока отошёл.

Ага, оно и есть. Ну можно ещё лампочками поморгать.

По MQTT у них было ограничение - "для партнеров и донаторов". По UDP пакеты могли часами не доходить. Сделал через HTTP POST, просто и надёжно.

Без светофильтра зашкаливает, но здесь корпус в качестве светофильтра используется. Правда пришлось помучиться и откалибровать.

 

Понятно. А датчик MAX44009 не было желания использовать?

 

Надо будет с ним поиграться, но на текущий момент от почти в 3 раза дороже.

 

Господа, подскажите, как у Вас реализован пульт управления для "умного дома", который работает 365 дней в году.
Планшет, как то смущает наличием аккумулятора...(в среднем живет ~2 года). Смотрю на RPI3 с прошивкой на андрюшу + корпус + экран 7 дюймов, но хочется 10 дюймов с креплением на стену и возможностью обновлений ос

 

Планшет, Смартфон. У меня есть IPAD2 из 2012 работает на первом аккуме. Я бы не сказал что в среднем 2 года.

 

Так а какая разница, что там с аккумулятором, если планшет стоит постоянно на зарядке?
У меня тоже самые дешевые планшеты уже 2 года стоят и пока умирать не думают.

 

У вас планшеты на постоянном питании сидят?
Есть опыт работы бука от блока питания -постоянно включенный -стоял на раздаче, аккумулятор сдох за 2 года. еще нашел
в цикле работы заряд/разряд все работает достаточно долго, я не спорю

 

Ну сдохнет тот акк за два года и что? Планшет-то будет дальше работать.

 

У меня 7" операторская панель Weintek. Питание 24В.

 

Небольшая инсталяция KNX/делал сам и для себя:
Шкаф слаботочки

Электрощит 1 этаж

Буш прион один на весь дом


Выключатели в комнатах такие

Приложение с апстора для смарфона, шесть кнопок в бесплатной демо-версии. Может работать без веб-сервера

Коллектор теплого пола

 

Отлично, какой функционал используете? Т. е. что умного чего не видно?

 

Заумного ничего нет. В комнатах свет и термостат. В прионе задействована кое-какая логика, астротаймер. Индикация температуры со всех комнатных термостатов и дистанционное изменение уставок, трансляция даты и времени на комнатные сенсоры. Автополив в планах. Световые сцены не задействовал, домочадцы путаются, никак не запомнят, вообще прион прикольная штуковина, но неудобная. Планшет удобнее имхо.